【正文】 心成對稱布置，在風口平臺以上部分采用鋼結(jié)構(gòu)，有“工”字斷面，也有圓形斷面，圓筒內(nèi)灌以混泥土。ω )= 高爐基礎(chǔ) 高爐基礎(chǔ)是高爐下部的承重結(jié)構(gòu)，它的作用是將高爐全部載荷均勻地傳遞到地基。高爐總體設(shè)計，對基礎(chǔ)的下沉量和傾斜率都有嚴格要求。采用風冷和水冷爐底及耐熱基墩后，可以保證高爐基礎(chǔ)很好工作。故 S允小 于 時應(yīng)對基礎(chǔ)加以處理，視土層厚度，處理方法有墊層，打樁，沉箱等。 串罐式無料鐘爐頂由爐頂上部受料罐及排料閘閥、上密封閥、稱量料罐、料流調(diào)節(jié)閥、下密封閥、中心喉管、布料器、旋轉(zhuǎn)溜槽、布料器潤滑、冷卻系統(tǒng)、爐頂鋼圈及無料鐘支承結(jié)構(gòu)等組成，見 圖 41。 上部料閥和上密封閥 上料閘由兩個半球形閘門組成，用耐磨材料或襯有耐磨襯板制作。當關(guān)閉閥板時，首先回轉(zhuǎn)缸動作使閥板回轉(zhuǎn)到位，由限位開關(guān)聯(lián)鎖壓緊缸動作使閥板壓緊密封 ，開啟則相反。內(nèi)有耐磨材料鑄造襯板，其材質(zhì)同旋轉(zhuǎn)料罐襯板。閥箱上裝有稱量用的壓力傳感器和測溫用的溫度傳感器等。 下密封閥直徑為 900mm，由焊接硬質(zhì)合金的閥座、帶有硅橡膠密封的閥板組成。 水冷式傳動齒輪箱 水冷式傳動齒輪箱由主傳動齒輪箱、上部齒輪箱、傾動齒輪箱、旋轉(zhuǎn)溜槽、水冷設(shè)施、密封及機電元件等組成。 )/s 水耗(開路 ) /(t/h) 正常氮耗/(m3/h) 設(shè)備重量 /t(類型 ) ＜3000 750 3100 2500~3800 8 2~53 0~ 20 500 34（普通型） 24 均壓設(shè)施 高爐爐頂均壓系統(tǒng)采用兩次均壓，一次均壓用半凈煤氣，二次均壓用氮氣。 串罐式無料鐘爐頂?shù)奶攸c ①投資較低； ②在上部結(jié)構(gòu)中所需空間??； ③設(shè)備高度與并罐式爐頂基本一致； ④極大的保證了爐料在爐內(nèi)分布的對稱性，減小了爐料偏析。 高爐供料系統(tǒng)包括槽下稱量運輸和上料系統(tǒng)兩部分，上料系統(tǒng)按照上料形式的不 同分為料車斜橋方式和膠帶運輸機方式兩種。 總體布置是膠帶機的頭輪設(shè)在爐頂上，層輪設(shè)在礦槽下，機械傳動裝置和電控室設(shè)在偏于尾輪一側(cè)的中部，如圖 51 所示。為了減輕儲礦槽的重量，有的襯板采用耐磨橡膠板。 向儲礦槽和儲焦槽供料，一般生礦、燒結(jié)礦和焦炭采用 2~3條膠帶運輸機分別向儲礦槽及儲焦槽供料，只有在原料車間或焦化車間距高爐相當遠時才采取火車運輸。 27 給料機 給料機按結(jié)構(gòu)形式可分為：鏈板式給料機、往復(fù)式給料機、 電磁振動給料機三種。 28 共振式概率篩的規(guī)格性能如表 53所示。杠桿式稱量漏斗應(yīng)用杠桿原理，電子式稱量漏斗應(yīng)用電阻應(yīng)變原理。這些設(shè)備為通用設(shè)備，其工藝要求和能力的確定是根據(jù)焦炭批量和高爐槽下供料設(shè)備的作業(yè)時間圖表確定的。同時，采用同步電動機來驅(qū)動全靜葉可調(diào)軸流式壓縮機的高爐比例也越來越大 。 I—— 冶煉強度 (d 送風管路系統(tǒng)漏風損失量 qo=η qv=10% 4539= m3/min 式中 qo—— 送風管路系統(tǒng)漏風損失量， m3/min； η —— 漏風系數(shù)，正常情況大型高爐為 10%，中小型高爐為 15%左右。 目前熱風爐結(jié)構(gòu)形式包括內(nèi)燃式、外燃式、頂燃式和球式。 熱風爐外殼直徑 D=8620＋ 40=8660 （ mm） 蓄熱室選用七孔高效格子磚填充。 蓄熱室格子磚與爐墻和隔墻之間留有膨脹縫 20~30mm，一般此膨脹縫面積占熱風爐爐墻內(nèi)空橫斷面積的 %~%，今取 %，扣除膨脹縫面積后，格子磚所占橫斷面積 F4為 F4= = （ m2） 單位爐容的蓄熱面積宜為 65~75m2,最高不得超過 85 m2。 = （ m） 取格子磚總高度為 54820mm。中 段為高鋁格子磚，取高度為 10000mm。爐墻砌體從爐殼至內(nèi)側(cè)耐火材料厚度（ mm）為： 爐殼 30＋ 噴涂層 50＋ 耐火纖維氈 50+漂珠磚 114＋ 輕質(zhì)高鋁磚 114＋ 高鋁磚345＋ 4（磚縫） =707（ mm） 則熱風爐中上部爐殼外徑為 7518＋ 707 2=8932（ mm）
。 熱風爐其他尺寸的確定 1） 底板、支柱及爐箅子 底板鋼板厚度為 36mm，爐箅子厚度加支柱高度總高度為 3200mm，爐箅子及支柱安裝完畢后，在熱風爐底板上面澆注厚度為 500mm 的礬土水泥耐熱混泥土 保護層。 選上部為低蠕變高鋁磚，據(jù)經(jīng)驗，高溫區(qū)格子磚高度占總高度的 1/4，則上部格子磚高度為 54820247。 3=65323 （ m2） 格子磚所占的體積為 65323247。1m2格子磚通氣道面積（活面積）為 φ =。 熱風爐直徑的確定 當采用“二燒一送”的工作制度時，通過一座熱風爐的平均 小時鼓風流量： Vf= 14 70 001 602450 ?? （ m3/h） 通過每座熱風爐的平均煤氣消耗量： Vm=39300 （ m3/h） 通過每座熱風爐的平均小時煙氣量： VY=39300 =60561 （ m3/h） 蓄熱室內(nèi)的煙氣流速采用 ω y=,蓄熱室的斷面積： As= 6056 1 ?? = (m2) 設(shè)計采用 As=32m2。 鼓風機出口風量 qc= qv＋ qo＋ q0′ =4539＋ ＋ = m3/min 鼓風機出口風壓 pc=p1＋ p2＋ p3=＋ ＋ = MPa 式中 pc—— 鼓風機出口風壓， MPa； p1—— 爐頂煤氣壓力，大型高爐 取 ~ MPa； p2—— 高爐料柱阻力 損失，大型高爐取 ~ MPa； p3—— 送風管道系統(tǒng)阻力損失，大型高爐取 MPa。 qj—— 每噸干焦的耗風量， 2700m3/t。 高爐入爐風量： qv=1440juIqV = 14 40 27 05 ?? =4539 m3/min 式中 qv—— 高爐入爐風量， m3/min。 30 6 送風系統(tǒng) 鼓風機的選擇 高爐鼓風機必須滿足下列要求： 1）有足夠的送風能力，即不僅提供高爐冶煉所需要的風量，而且鼓風機的出口壓力要能夠足以克服送風系統(tǒng)的阻力損失、高爐料柱阻力損失以及保證有足夠搞的爐頂煤氣壓力； 2） 風機的風量及風壓要有較寬的調(diào)節(jié)范圍，即風機的風量和風壓均應(yīng)適應(yīng)于爐料的順利進行與逆行、冶煉強度的提高與降低、噴吹燃料與富氧操作以及其他多種因素變化的影響； 3）送風均勻而穩(wěn)定，即風壓變動時， 風量不得自動產(chǎn)生大幅度變化； 4）能保證長時間連續(xù)、安全及高效率運行。如圖 56所示。 共振式概率篩，如圖 55. 29 表 53 共振式概率篩 的規(guī)格性能 項目 規(guī)格、性能 生產(chǎn)能力 /(t/h) 192~492 篩面規(guī)格 1000 1650 1層， 1000 1500 2層 振動頻率 /(次 /min) 750~825 振幅（單振福） /mm 3~4 篩分效率 /% ＞ 80~90 外形尺寸 L B H/mm mm mm 2050 1296 2210 篩分物料最高溫度 /℃ 120 相對篩面的振動拋物角 (176。 廣泛應(yīng)用的是電磁振動給料機，這種給料機由槽體、激振器、減震器三部分組成，減震器與槽體之間通過彈簧連接在一起，其結(jié)構(gòu)如圖 53 所示。槽上供料膠帶運輸機的膠帶寬度一般為 800~1400m。儲礦槽的寬度取決于槽上供料的運輸形式和運輸線路，一般要求礦槽寬度要能布置下 2~3 條膠帶運輸機或 2~3 條鐵路線，以便于槽上供料運輸。一般可參照表 52選用。 表 51 高爐的上料形式 爐容級別 /m3 ≥ 2020 上料形式 膠帶 運輸 機上料 膠帶運輸機上料系統(tǒng)的優(yōu)點是： 1） 大中型高爐有兩個或兩個以上的出鐵口和出鐵場， 高爐附近場地不足，要求將儲礦槽等設(shè)施距離高爐本體 ，膠帶運輸方式正好適應(yīng)這一要求； 2）上料 能力大，比斜橋料車式上料機效率高而且靈活，爐料破損率高，改間斷上料為連續(xù)上料； 3）節(jié)約投資，節(jié)省鋼 材。 25 5 供料系統(tǒng) 高爐供料系統(tǒng) 高爐供料系統(tǒng)主要包括：儲礦槽、儲焦槽、篩分設(shè)施、稱量設(shè)施、斜橋、料車及上料卷揚機（膠帶運輸機）、槽下除塵設(shè)施、控制系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)等。該閥由焊接的閥箱殼體、帶硅橡膠密封的球面閥板和焊有硬質(zhì)合金的閥座組成。 表 41 PW 齒輪箱的技術(shù)特性 高爐級別/m3 喉管直徑/mm 爐頂鋼圈/mm 溜 槽長度/mm 溜槽轉(zhuǎn)速/(r/mm) 傾動范圍/(176。其動作原理同上密封閥。料流調(diào)節(jié)閥為方形開口，其開口大小決定其布料量 和布料時間，并且與旋轉(zhuǎn)溜槽配合實現(xiàn)合理布料。 料流調(diào)節(jié)閥和下密封閥 料流調(diào)節(jié)閥和下密封閥均裝在閥箱內(nèi)，箱內(nèi)設(shè)有耐磨錐形漏斗。罐內(nèi)上部裝有上密封閥，罐中心設(shè)有防止爐料偏析改善下料條件的插入件（導(dǎo)料器）固定在料罐壁上，它可以上下調(diào)整高度。 上密封閥裝在稱量料罐 上部罐內(nèi)，直徑為 1600mm，閥的殼體焊接在灌上，由堆焊硬質(zhì)合金的閥座、帶桂橡膠密封圈的閥板及傳動裝置組成。料罐有效容積為 55m3，直徑 D=4750mm，高度 H=5232mm，料罐轉(zhuǎn)速為6r/min，用 2 臺功率為 的電動機驅(qū)動，料管材質(zhì)為 42CrMo4V。 為了使爐頂裝料設(shè)備的壽命能維持高爐一代爐 齡，爐頂裝料設(shè)備應(yīng)當滿足下列要求： 1）爐頂結(jié)構(gòu)密封必須嚴密、可靠，密封材料能在 250℃ 溫度下長時 期正常工作； 2）要有足夠高的強度和剛性，能抵抗高溫和急劇的溫度變化所產(chǎn)生的應(yīng)力作用； 3）能抵抗爐料的沖擊磨損、煤氣流的沖刷磨損以及化學腐蝕； 4）結(jié)構(gòu)簡單，檢修方便，容易維修，能實現(xiàn)自動化操作。 21 3） 基座 基座直徑： d= mmA 20400 ? 基座厚度由所承受的力矩計算，結(jié)合水文地質(zhì)條件和冰凍線綜合情況確定。一般混泥土只能在 150℃ 以下工作， 250℃ 便有開裂， 400℃ 時失去強度，鋼筋混泥土 700℃ 時失 去強度。 對高爐基礎(chǔ)的要求： 1） 高爐基礎(chǔ)應(yīng)把高爐全部載荷均勻地傳給地基，不發(fā)生沉陷和不均勻的沉陷。 （ 4） 熱風圍管 為了不影響爐前作業(yè)，熱風圍管都采用吊掛式。爐缸下部折點 應(yīng)在鐵口曠以下 100mm 以下，爐腹折點應(yīng)在風口大套法蘭邊緣以上大于100mm 處。 20 爐殼外形與爐襯和冷卻設(shè)備配置要 適應(yīng)。煤氣上升管和爐頂平臺亦裝有座圈和托座。 （ 1） 高爐本體鋼結(jié)構(gòu) 設(shè)計高爐本體鋼結(jié)構(gòu)，主要是解決爐頂載荷、爐身載荷傳遞到爐基的方式方法，并且要解決爐殼密封等。 高爐鋼結(jié)構(gòu)及高爐基礎(chǔ) 高爐鋼結(jié)構(gòu) 高爐鋼結(jié)構(gòu)包括：爐殼、支柱和框架、爐腰托盤、爐頂平臺、斜橋、熱風爐及其送風系統(tǒng)管道、除塵器及其煤氣系統(tǒng)管道以及走梯、過橋、平臺等。 我國 高爐爐體快速修補技術(shù)已經(jīng)得到推廣應(yīng)用。我國寶鋼、武鋼、首鋼、本鋼、湘鋼的大型高爐還引進了人工智能高爐冶煉專家系統(tǒng)，為延長高爐壽命創(chuàng)造了有利條件。爐腹、爐腰、爐身下部區(qū)域，溫度、壓力的檢測為高爐操作者隨時掌控爐況提供了有效的參考。爐身上部受爐料的沖擊磨損，粉塵的沖刷和金屬蒸氣侵蝕，采用高鋁磚。本實用新型將導(dǎo)熱法和耐火材料法溶為一體，采用熱壓炭磚 陶瓷杯組合爐 缸爐底內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，爐底滿鋪大塊炭磚，其上部中心區(qū)域砌筑莫石磚，周邊區(qū)域砌筑熱壓炭磚；爐缸壁內(nèi)側(cè)由棕剛玉預(yù)制塊，外側(cè)由熱壓炭磚及大塊炭磚構(gòu)成，該爐缸爐底組合內(nèi)襯能夠滿足高爐長壽的要求，其壽命達到或超過 15 年，經(jīng)濟效益顯著 。這種磚壁一體化的冷卻壁是在第四代冷卻壁的基礎(chǔ)上優(yōu)化演變而來的，其內(nèi)襯厚度僅為 150~250mm?，F(xiàn)代傳熱學理論的研究和運用，已將人們從傳統(tǒng)的思維困惑中解脫出來，形成現(xiàn)代高爐長壽設(shè)計的基本理念，薄壁內(nèi)襯技術(shù)就是在此條件下應(yīng)運而生。該系統(tǒng)運行安全可靠，動 力消耗低，補水量小，維護簡便。進一步優(yōu)化 銅冷卻壁結(jié)構(gòu)，降低造價是我國銅冷卻壁技術(shù)發(fā)展的重要課題。軋制銅板鉆孔銅冷卻壁由于結(jié)構(gòu)致密、組織缺陷少、冷卻效率高，其應(yīng)用 范圍最為廣泛。 即使 渣皮瞬間脫落，也能在其熱面迅速地形成新的渣皮保護 冷卻壁，這種特性是其他常規(guī)冷卻器所不能比擬的。廣東汕頭華興冶金備件有限公司和首鋼合作，于 2020 年 1 月設(shè)計研制出 2塊銅，應(yīng)用了該公司提供的 120塊銅冷卻壁 ，這是我國高爐正式使用銅冷卻壁，并安裝冷卻壁技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化。另一種值得關(guān)注的現(xiàn)象是高爐爐底和爐缸壁厚度都呈減薄趨勢，個別大型高爐的爐底厚度已經(jīng)減薄到 2400mm，首鋼首秦公司 1 號高爐 1200（上標）爐缸采用熱壓炭磚，其爐缸厚度僅為 800mm。陶瓷杯法則是在大 塊炭磚的熱面采用低導(dǎo)熱的陶瓷質(zhì)材料，形成一個杯狀的陶瓷內(nèi)襯，即所謂“陶瓷杯”，其目的是將 1150℃ 等溫線控制在陶瓷層中。日本大塊炭磚 —— 綜合爐底技術(shù)在寶鋼、武鋼等企業(yè)的大型高爐上也取得了長壽實績。現(xiàn)代大型高爐的爐腹角一般在 800以，本鋼 1號高爐